Оксиды серы. Химический смог и кислотные осадки, их возможные экологические и медицинские последствия.
В атмосфере крупных промышленных городов в значительных количествах содержатся соединения серы — SO2, H2S, сульфатные частицы. Сера попадает в воздух в результате вулканической деятельности, жизнедеятельности анаэробов. К основным антропогенным источникам относят сжигание ископаемого топлива; химическую, нефтеперерабатывающую и металлургическую промышленность, производство цемента.
Диоксид серы — политропный яд. Резорбируется непосредственно в верхних дыхательных путях, где раздражает слизистые оболочки, усиливает слезотечение, вызывает бронхоспазм.
В атмосфере диоксид серы претерпевает ряд химических превращений, ведущих к образованию сернистой и серной кислот. Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной. Аэрозоли серной и сернистой кислот приводят к конденсации водяного пара и становятся причиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег). На живые организмы кислотные осадки могут оказывать прямое и косвенное воздействие.
Прямое действие на человека приводит к дистрофическим изменениям кожи, крапивнице, экземе; раздражению слизистых оболочек глаз (кератиты, конъюнктивиты) и верхних дыхательных путей; пневмосклерозам, хроническиме бронхитам, астматическим реакциям; раздражению слизистой оболочки полости рта, некрозам зубной эмали.
Косвенное действие кислотных осадков на живые организмы может осуществляться за счет изменения pH водоемов и нарушения кислотности почв, снижения всасывания фосфат-иона, изменения состава микроорганизмов почв. В кислой почве повышается растворимость тяжелых металлов (Cd, Pb, Mn, Cu), которые поглощаются растениями, а затем по пищевым цепочкам поступают в организм человека.
Стратосферный озон. Проблема разрушения озонового слоя. Биолого-медицинские последствия разрушения озонового слоя.
Озон — чрезвычайно сильный окислитель. Точка его приложения — ткани легких; поражение легких носит характер респираторного стресса. В клетках О3 может стать причиной разнообразных нарушений: в липидных структурах мембран инициируется перекисное окисление, протеины, а также гиалуроновая кислота подвергаются окислению, что сопровождается изменением функциональной активности клеток. В легких изменяется активность ряда ферментов (сукцинатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы, нуклеотидазы), нарушается соотношение нуклеиновых кислот, стенки альвеол инфильтрируются лимфоцитами и плазматическими клетками. Раздражаются слизистые дыхательных путей и глаз. Его хроническое поступление может привести к эмфизематозным и фибротическим изменениям ткани лёгких, гиперплазии альвеолоцитов, в макрофагах нарушается образовании супероксидных радикалов – что ведёт к незавершенному фагоцитозу и частым инфекциям.
Дети более чувствительны к озону.
Озон легко проникает в хвою или листья в процессе дыхания, нарушая процесс фотосинтеза.
Компоненты фотохимического смога оказывают раздражающее действие на слизистую глаз, верхних дыхательных путей, способствуют развитию аллергического конъюнктивита, вызывают сухость слизистых, вазомоторный ринит, насморк.
Заболевания, связанные с экологическим состоянием гидросферы. Эвтрофикация водоемов. Эколого-медицинская характеристика хлора и летучих органических соединений, содержащихся в воде.
Согласно имеющейся классификации ВОЗ можно выделить пять групп заболеваний, связанных с экологическим состоянием гидросферы:
- заболевания от зараженной воды
( тиф,холера,дизентерия,полиомиелит,гепатит);
- заболевания кожи и слизистых (трахома,проказа);
- заболевания, вызываемые живущими и размножающимися в воде насекомыми (малярия,желтая лихорадка);
- заболевания, вызываемые моллюсками (шистосомоз,ришта);
- заболевания от загрязненной воды.
Эвтрофикация водоемов — обогащение воды в водоеме биогенами, сопровождающееся повышением продуктивности растительности в водоёмах. Эвтрофикация может быть результатом как естественного старения водоёма, так и антропогенных воздействий. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации — фосфор и азот.
Характеристика хлора
Хлор широко используется для обеззараживания воды от бактерий, вирусов и других микроорганизмов. Его использование привело к тому, что такие болезни, как холера и тиф, которые легко распространяются через зараженную воду, практически не встречаются в развитых странах.
Тем не менее существует несколько проблем, которые касаются присутствия хлора в питьевой воде.
Во-первых, это проблема качества воды. Присутствие в воде избыточного количества хлора придает ей неприятный вкус и «запах плавательного бассейна».
Во-вторых,это заболевания, которые может вызвать сам хлор. Показано, что люди, которые пьют хлорированную воду, имеют риск возникновеия рака мочевого пузыря на 21% больше и риск возникновения рака прямой кишки а 38% больше, чем те,кто пьет воду с небольшим содержанием хлора.
В-третьих, действие хлорзамещенных метана. Эти соединения образуются в питьевой воде под воздействием хлора, даже когда в ней имеются безвредные органические соединения, в том числе и летучие. Действие хлорзамещенных метана также связывают с возможностью индуцировать онкологические заболевания.
Уровень остаточного хлора после обезвреживания воды нормализуется (свободный – 0,3-0,5 мг/л, связанный – 0,8-1,2 мг/л). Тем не менее известны факты избыточного содержания хлора в водопроводной воде, особенно в весенний и летний периоды.
Летучие органические соединения (ЛОС) – водные примеси, которые представляют опасность, когда их концентрация достигает даже незначительных уровней. Отличительная особенность - трудность и высокая стоимость их определения. К ЛОС относятся: бензол, тетрахлористый углерод, винилхлорид, толуол, дихлорэтан и др.
ЛОС – побочные продукты при производстве ядохимикатов, красок, клеев, красителей, парфюмерных изделий, перегонке нефти и др. ЛОС проникают в питьевую воду в результате антропогенной деятельности из-за индустриальных утечек, промышленных аварий и халатности. Основной путь проникновения в питьевую воду – это попадание на поверхность почвы, миграция вглубь и достижение водоносного слоя. В значительных количествах ЛОС находятся в воде открытых водоемов, рек, особенно в районе расположения индустриальных зон. В связи с истощением подземных запасов питьевой воды и использованием все в больших количествах воды открытых водоемов вероятность загрязнения питьевой воды увеличивается.
Как было указано выше, ЛОС – опасные примеси и могут при длительном воздействии вести к развитию ряда заболеваний.
В процессе его обезвреживания образуются много численные продукты, обладающие широким спектром действия. Возникающий при монооксигеназной реакции трихлороксиран обладает способностью связываться с макромолекулами и тем самым оказывать токсические воздействия на печень и почки. Помимо того, из него образуются: хлоральгидрат, трихлорэтанол и трихлоруксусная кислота, которые имеют седативное, токсическое для ЦНС и раздражающее действие соответственно. Возникающие при действии глютатиона метаболиты трихлорэтана обладают канцерогенным действием.
13. Геомедицина. Естественная и антропогенная геохимическая провинция, взаимосвязь с соответствующей заболеваемостью населения, примеры эндемической патологии.
Медицинская геология, или геомедицина, - часть экологической медицины, рассматривающая влияние геологических факторов на здоровье человека и животных.
Состав естественно окружающей среды очень важен для нашего здоровья. Миграция и взаимодействие элементов – очень тонкий вопрос. Не мало регионов во всем мире,в которых почвы являются эндемичными. Еще в начале 20 века новый тип заболеваний был зарегистрирован на северо-востоке Китая в области Кешань и позже получил название болезни Кешана (эндемическая кардиопатия). Связана с поражением сердечной мышцы и развитием сердечной недостаточности. Обнаружили, что болезнь встречается в зонах, которые отличаются низкой концентрацией селена в почве и грунтовых водах.
Другим примером патологии, имеющей геомедицинское происхождение, является болезнь Кашина-Бека, которая также была давно знакома китайским медикам (эндемический остеоартрит). Начальными симптомами этой патологии являлись отеки и боли в суставах, атрофия мышц. В дальнейшем утолщение проксимальных межфаланговых суставов кистей, локтевых и голеностопных суставов при полной сохранности функций или незначительном их ограничении. Причиной патологии является низкое содержание сена в почве.
Почвы на территории РБ также считаются эндемичными а отношении некоторых микроэлементов. Основной этиологический фактор возникновения йоддефицитных состояний в нашей республике - недостаток йода в почвах и воде и продуктах питания, производимых на данной территории. Содержание йода в окружающей среде зависит главным образом от типа почв. В Беларуси 63,5% территории представлено дерново-подзолистыми почвами, в которых йод содержится в недостаточном количестве.
В формирование эндемического зоба значительный вклад вносит фактор дефицита в почвах Беларуси и, следовательно, продуктах питания других микроэлементов: селена, меди, цинка, железа, молибдена, магния, марганца, выступающих в роли кофакторов ряда ключевых ферментов обмена.
К большому сожалению, антропогенная деятельность человека также нарушает естественный баланс и равновесие. Одна из самых серьезных экологических проблем – закисление почвы, которое несет потенциальную угрозу для здоровья людей. Эта проблема разделяется на 2 составляющие:
-прямой эффект из-за сорбции кислых аэрозолей, образовавшихся с участием оксидов серы и азота;
- непрямой эффект, связанный с увеличением поглощения некоторых токсичных металлов.
За счет эффектов подкисления металлы, находящиеся в верхнем слое почвы, могут становится более растворимыми, что увеличивает их подвижность и биодоступность для растений. К таким компонентам относятся: кальций, магний, марганец, алюминий, никель, цинк, кадмий и в меньшей степени ртуть, свинец и медь. И все эти процессы затем влияют на здоровье человека, вызывая многие заболевания.